CN204893434U - 一种非对称压电驱动的宏微定位工作台 - Google Patents
一种非对称压电驱动的宏微定位工作台 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种非对称压电驱动的宏微定位工作台。宏动部分采用步进电机做原动件，滚珠丝杆副、光轴做传动装置；其特征是：步进电机安装到电机支座上，步进电机与丝杆通过联轴器相连，电机座、宏动轴承与轴承座，光杆及光杆支座安装在底座上；丝杆滑块作为宏动工作台，通过丝杆螺母与丝杆相连；微动部分采用压电非对称惯性驱动器作为驱动元件，其特征在于：直线导轨通过螺栓与宏动工作台相连，滑块配合在导轨上，微动工作台通过螺钉与滑块相连，压电双晶片通过螺栓固定在微动工作台上，当给压电双晶片施加电信号时非对称惯性驱动器实现高精度位移输出。本实用新型具有结构简单、行程大、精度高等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种宏微两级精密驱动装置，属于精密定位技术领域，具体的说是一种基于非对称压电驱动的宏微定位工作台。
背景技术
精密定位技术的领域范围十分广泛，在微型机械，微型装配、IC制造中芯片光刻与封装、MEMS制造中的器件封装与组装、生物医学工程中的点样移液等领域被广泛应用。由于精密定位技术直接影响机械产品精度及表面质量，故在机械制造业中对精密定位技术提出了更高的要求，这成为制约尖端产业和国防技术发展的重要因素。
从国内外目前对精密定位技术的研究来看，为了实现大行程高精度的位移，一般采用宏微两级定位方式：宏定位工作台完成系统的高速度、大行程、低分辨率的运动；微定位工作台用来补偿宏定位误差和抑制残余振动，从而获得整个超精密定位工作台系统总体上的大行程、高速度、高精度、高频响等指标，有效提高系统的分辨率和定位精度并提高系统响应速度。现今定位系统大多采用直线电机、旋转电机结合滚珠丝杆等作为驱动装置，这样虽然可以提高其为已经读，但是成本较高，同时存在维修困难等问题。因此，能否在传动机构使用滚珠丝杆，降低成本的同时提高定位系统的定位精度具有重要意义。
发明内容
本实用新型的目的就是为了解决现有技术存在的上述问题，提出了一种非对称压电驱动的宏微定位工作台。
本实用新型解决具体问题的方案是：提供一种非对称压电驱动的宏微定位工作台，宏动部分采用步进电机做原动件，Co级大导程滚珠丝杆副、光轴做传动装置；其特征是：步进电机安装到电机座上，步进电机与丝杆通过联轴器相连，电机座、宏动轴承与轴承座，光杆及光杆支座安装在底座上；丝杆滑块作为宏动工作台，通过丝杆螺母、螺栓与丝杆相连；微动部分采用压电非对称惯性驱动器作为原动件，直线导轨，滑块作为传动部分，其特征在于：直线导轨通过螺栓与宏动工作台相连，滑块配合在导轨上，微动工作台通过螺钉与滑块相连，压电双晶片通过螺栓固定在微动工作台上构成非对称惯性驱动器作为微动部分原动件。
本实用新型的有益效果是：由于宏动部分采用步进电机加滚珠丝杠螺母机构进行驱动，相对于直线电机驱动，具有行程大、控制简单、成本低等优点；由于微动部分采用非对称压电惯性驱动器作为原动件，具有结构简单、精度高等优点；由于压电双晶片振子固定用加持板位置可以调节，即非对称加持差可调，所以可方便通过调整加持差来改变微动工作台输出性能；采用了由于滚珠丝杆和惯性驱动器都具有结构简单、控制方便等优点，不仅降低了生产成本，同时也便于调整和维修。总之，采用压电惯性驱动器的宏微定位工作台既可以实现大行程又能实现精确定位。
附图说明
附图给出了本实用新型的具体实施范例，与说明书一并用来解释本实用新型的原理。通过以下结合附图所作的详细描述，可以更清楚地理解本实用新型的目的、优点及特征，其中相同的特征采用相同的标号。
图1，图2是本实用新型的三维结构图。
图3是本实用新型的微动部分结构示意图。
图中：1电机，2电机支座，3联轴器，4轴承座，5底座，6光杆，7螺栓，8压电双晶片振子，9螺栓，10螺母，11质量块，12螺母，13压电双晶片振子，14光杆支座，15螺栓，16压电双晶片振子，17微动工作台，18压电双晶片振子，19光杆，20丝杆，21螺栓，22丝杆螺母，23夹持板，24滑块，25宏动工作台，26直线导轨，27螺栓。
具体实施方式
以下是本实用新型的最佳实例。
如图1、2宏运动部分：步进电机1通过螺栓21装配到步进电机支座2上，步进电机座2通过螺栓27与底座5相连，步进电机1与丝杆20通过联轴器3连接，轴承及轴承座4、光杆6、19及光杆支座14通过螺栓27安装到底座5上，宏动工作台25通过丝杆螺母22与丝杆20相连。
如图3微运动部分，直线导轨26通过螺栓15与宏动工作台25相连，滑块24配合在直线导轨26上，微动工作台17通过螺栓15与滑块24相连，通过螺栓7、螺母10、夹持板23构成加持差调整机构并将压电双晶片振子8一端固定在微动工作台17上，另一端通过螺栓7、螺母10固定质量块11，其他三个压电双晶片采取相同的固定方法对称布置在微动工作台上；构成压电非对称惯性驱动器，作为微动部分原动件。
如图微动工作台17装配在宏动工作台25之上，相互之间不影响，实现了运动的叠加。
如图微动工作台17通过调节夹持板23的位置可以调节调节压电双晶片的夹持差，从而使驱动力可调。
如图微动工作台17可实现左右两向运动：当给压电双晶片振子8、18施加交流电信号时，压电双晶片振子8、18发生弯曲变形，由于加持差的存在，压电双晶片振子8、18带动质量块弯曲变形不同，产生向左的惯性冲击力小于向右的惯性冲击力，配合摩擦力实现微动工作台17向右运动。当给双晶片13、16施加交流电信号时，压电双晶片13、16发生弯曲变形，产生向右的惯性冲击力小于向左的惯性冲击力，此时微动工作台17向左运动。
如图步进电机1转动带动滚珠丝杆20转动，滚珠丝杆20将旋转运动转换成宏动丝杆螺母的直线运动，带动宏动工作台25直线运动；将交流电信号施加给压电双晶片时，利用非对称压电惯性驱动原理，微动工作台17实现微小直线运动。
Claims (2)
1.一种非对称压电驱动宏微定位工作台，宏动部分采用步进电机作为原动件，大导程滚珠丝杆副和光轴做传动装置；其特征是：步进电机安装到电机支座上，步进电机与丝杆通过联轴器相连，光杆及光杆支座安装在底座上，丝杆滑块作为宏动工作台，通过丝杆螺母与丝杆相连；微动部分采用压电非对称惯性驱动器作为原动件，直线导轨，滑块作为传动部分，其特征在于：直线导轨通过螺栓与宏动工作台相连，滑块配合在导轨上，微动工作台通过螺钉与滑块相连，压电双晶片通过螺栓固定在微动工作台上。
2.如权利要求1所述的非对称压电驱动宏微定位工作台，其特征在于，通过调节夹持板的位置即可调节加持差。
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Cited By (2)
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